磁场对工业用水除硅处理的强化作用

D0I:10.13374/j.issm1001-053x.2001.01.029 第23卷第1期 北京科技大学。学报 Vol.23 No.1 2001年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feh.2001 磁场对工业用水除硅处理的强化作用 程相利宗燕兵苍大强 北京科技大学治金学院，北京100083 摘要为了探讨磁场对工业用水除硅处理的强化作用，对有无磁场处理和加药前后进行磁 场处理的不同混凝除硅操作进行了对比实验.实验结果表明，加药前对水样进行磁场处理提高 了混凝除硅效果，加药后对水样进行磁场处理对混凝除硅效果有不良影响. 关键词水处理；除硅；混凝；磁场 分类号X933.2;X773 工业用水中的硅对很多工业过程危害很 凝除硅的研究还未见报道.本文初步探讨了 大，因而用水系统中除硅和抑制硅垢是水处理 热电厂锅炉给水混凝除硅预处理的磁场强化 的主要任务之一.即工业锅炉的给水对硅含量 作用. 有严格要求，直流锅炉要求给水中二氧化硅含 量小于20μgkg.锅炉水中的硅易于在热负荷强 1实验部分 度很高或水循环不良的炉管内形成致密坚硬的 1.1仪器和试剂 硅酸物水垢.这些水垢以二氧化硅为主，很难用 752型分光光度计，PHSC型酸度计， 普通的物理和化学方法清洗.硅垢的传热系 DB-621定时变速搅拌器，磁极间距70mm,磁 数很低，约为钢铁传热系数的1/400（见表1）. 极表面最大磁场强度1.6MAm的电磁装置. 硅垢不仅增加锅炉的燃料消耗，降低锅炉受热 氧化钙(CaO)、碳酸钠Na,CO)、氢氟酸 面强度，而且增加维修费用和降低使用寿命，严 HF)、硼酸(H,BO)、盐酸HCI)、钼酸铵(CNH)6 重危害锅炉的安全和经济运行). Mo,O44H,O)、草酸(COOH))、亚硫酸钠Na2 表1钢铁和水垢的导热系数 SO)、亚硫酸氢钠NaHSO)和1-氨基-2-萘酚-4 Table 1 Heat conductivities of steel and scale 磺酸均为分析纯，固态聚合铁P℉©)和固态聚 名称 W(m1.K-) 丙烯酰胺(PAM)为外购工业品. 钢铁 46.40-69.60 将CaO溶于蒸馏水，配成为0.5mo/LCaO 碳酸盐水垢 0.58-6.96 的Ca(OH)2溶液；用蒸馏水将NazCO,配成0.1 硫酸盐水垢 0.58-2.90 moL的碳酸钠溶液；工业品的固态聚合铁配成 硅酸盐水垢 0.0580.232 混合水垢 0.810-0.349 2gL的溶液；固态聚丙烯酰胺配成01gL的溶 氧化铁水垢 0.116~0.232 液.用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和1-氨基-2-萘 油垢 0.116 酚-4磺酸配成还原剂，并同1：13的氢氟酸、4% 的硼酸、1：1的盐酸、10%的钼酸铵和10%的草 热电厂锅炉给水中的硅不仅能在锅炉中产 酸一起作为分析二氧化硅含量的试剂. 生硅垢，而且在汽轮机中还有二氧化硅析出. 1.2原水性质 因而随热电厂锅炉压力不断升高和发电能力不 水样为某热电厂锅炉所用原水，系电厂附 断增大，硅对热电厂发电系统的影响越来越突 近的深井水.对原水进行了8次硅含量的分析， 出.以前我们只注意钙、镁对锅炉的危害，没有 4次悬浮物含量和3次有机物含量的分析.有机 重视硅的危害.所以，对工业用水尤其是热电厂 物含量是高锰酸钾作氧化剂的COD值.水样的 锅炉给水中硅的去除研究很少，将磁场用于混 硅浓度为：全硅范围20.79-22.46mgL；全硅平 均21.69mgL;胶体硅范围1.141.83mgL:胶体 收稿日期：200008-28程相利男，35岁，博士

第 2 3 卷 第 1 期 20 0 1年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u r n a l o f U n vi e rs tiy fo s c le n e e a n d 介 c h n o l o gy B jei i n g V b l 一 2 3 N o 一 l F e b 。 20 0 1 磁场对工业用水除硅处理的强化作用 程相利 宗燕兵 苍 大 强 北京科技大学冶金学院 , 北京 10 0 0 83 摘 要 为 了探讨磁场对工 业用 水除硅处理的强化作用 , 对有无磁场处理和加 药前 后进行磁 场处 理的不 同混凝 除硅操作进行 了对 比实验 . 实验结果表 明 ,加 药前对水 样进行磁场处理提高 了混 凝除硅效果 , 加药后 对水样进行磁场处理对混凝除硅效果有 不 良影 响 . 关键 词 水处 理 ; 除硅 ; 混 凝 ; 磁场 分类号 X 9 3 3 . 2 : x 7 7 3 工 业 用水 中 的硅 对很 多 工业 过程 危 害很 大 , 因而用水 系统 中除硅 和抑制硅垢 是水处理 的主要 任务之一 即工业 锅炉 的给水对硅含量 有严格要 求 , 直 流锅炉要 求给水 中二氧化硅含 量小 于 20 林gk/ g . 锅炉水 中的硅 易于在热 负荷强 度很高或水循环不 良的炉管 内形成致密坚硬 的 硅酸物水垢 . 这些水垢 以二氧化硅为主 , 很难用 普通 的物理和化 学方法清洗 `喇 . 硅垢 的传热 系 数很低 , 约为钢铁传 热系数 的 1 4/ o (见 表 1叨 , 硅垢不 仅增加锅 炉的燃料 消耗 , 降低 锅炉受热 面强度 , 而且 增加维修费用和降低 使用寿命 , 严 重危 害锅 炉的安全 和经济运行 口 .] 凝除硅 的研 究 还 未见 报道 . 本文 初 步探讨 了 热 电厂锅 炉 给水 混 凝 除硅 预处 理 的磁 场强 化 作用 . 表 1 钢铁和 水垢的导 热 系数 1 ’a b l e 1 H e a t e o n d u e t i v i t le s o f s et e l 自 n d s e 皿 le 名 称 刀W m( 一 , · K 一 今 钢 铁 4 6 . 4 0 ~ 6 9 . 60 碳酸盐水垢 0 . 5 8 ~ 6 . 96 硫 酸盐水垢 0 . 5 8一 2 . 90 硅酸盐水垢 .0 0 5 8 一 .0 2 32 混 合 水 垢 0 . 8 10 ~ 0 . 3 49 氧化铁水垢 0 . 1 1 6一 0 . 2 3 2 油垢 0 , 1 16 热 电厂锅炉 给水 中的硅不 仅能在锅炉 中产 生硅垢 , 而且在汽 轮机 中还有二 氧化硅析 出 , .] 因而随热电厂锅炉压力不断升高和发 电能力不 断增大 , 硅对热 电厂 发 电系统 的影响越来越 突 出 . 以前 我们 只注 意钙 、 镁对锅 炉的危害 , 没有 重视硅 的危害 ` 所 以 , 对工业用水尤其是热电厂 锅炉给水 中硅 的去 除研究 很少 , 将磁场用 于混 收稿 日期 : 2 0 0刊〕8一8 程 相利 男 , 35 岁 , 博士 1 实验部分 L l 仪器和 试剂 7 5 2 型 分 光 光 度 计 , P H S一 型 酸 度 计 , D BJ 一21 定 时变速搅拌 器 , 磁极 间距 70 ~ , 磁 极 表 面最 大磁场 强度 1 . 6 M 凡铂 的 电磁装置 . 氧化钙 c( ao ) 、 碳酸钠 困氏 C 0 3 ) 、 氢 氟酸 似F ) 、 硼酸 ( H , B O , ) 、 盐酸 扭C I ) 、 钥酸钱 (价旧 4 ) 6 M o : 0 24 · 4瓦。 ) 、 草 酸 (( e o o H ) 2 ) 、 亚硫酸钠 伽a Z 5 0 3 ) 、 亚硫 酸氢钠 伽a H S O 3 )和 1一 氨基一蔡 酚-4 一磺 酸均为 分析纯 , 固态聚合 铁 (P Fe) 和 固态 聚 丙烯酞胺 ( R叼M )为外 购工业 品 . 将 C ao 溶 于蒸馏水 , 配成为 .0 5 m 。比 C ao 的 C a ( O H ) 2 溶液 ; 用蒸馏水将 N 山 C O , 配成 0 . 1 m 。比的碳酸钠溶液 ; 工业品的固态聚合铁配 成 Z g/ L 的溶 液 ; 固态 聚丙烯酞胺 配成 O . l g/ L 的溶 液 . 用亚硫 酸钠 、 亚硫 酸氢钠 和 1一 氨基 -2 一 蔡 酚碑- 磺酸配成还原剂 , 并 同 :1 13 的氢氟酸 、 4 % 的硼 酸 、 1 : 1 的盐 酸 、 10 % 的铝酸馁 和 10 % 的草 酸一 起作 为分析二氧化 硅含量 的试剂 . 1 . 2 原水性质 水样 为某热 电厂锅炉所用原 水 , 系 电厂附 近 的深井水 . 对 原水进行 了 8 次硅含量 的分析 , 4 次悬 浮物 含量和 3 次 有机 物含 量的分析 . 有机 物含 量是高锰酸钾 作氧化剂 的 C O D 值 . 水样 的 硅浓度 为 : 全硅范 围 20 . 79 心.2 46 m g几 ; 全硅平 均 ZI . 69 m g几 ; 胶 体硅范围 l . 1-4 1 . 83 m g/ L ;胶体 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2001. 01. 029

·10 北京科技大学学报 2001年第1期 平均1.52mgL.悬浮物含量分析结果分别是0.3， 8种不同的混凝除硅操作，其目的是考察固定 0,<0.1和0.7mgL.有机物含量(C0Da)的分析 的操作条件下磁场处理对混凝除硅的作用，并 结果是0.5,0.22,0.35mgL. 与不加磁场处理的除硅操作比较，分析磁场处 由此可见，热电厂所用的地下深井水原水 理对除硅效果的影响.下面分别讨论加药前对 悬浮物和有机物含量非常低，对这种低浊度原 水样进行磁场处理、加药后对水样进行磁场处 水进行混凝除硅处理是很困难的 理和加药前后都对水样进行磁场处理对混凝除 1.3实验方法 硅效果的影响 本实验安排了8种不同的混凝除硅操作， 实验所用的原水pH值7.68，全硅浓度18.79 包括无磁场处理、加药前对水样进行磁场处理、 mgL,活性硅浓度17.16mgL,胶体硅浓度1.63 加药后对水样进行磁场处理和加药前后都对水 gL.胶体硅的去除率是指除硅处理后水样中 样进行磁场处理.8只聚乙烯塑料烧杯各加入 除掉的胶体硅与原水中胶体硅的浓度之比.处 200ml原水，进行有无磁场处理的不同混凝除 理后的水样没有进行过滤操作，直接取上清液 硅操作，具体操作步骤如下： 进行硅浓度分析测定，如果对上清液进行过滤， (1)对水样7和水样8进行混凝除硅操作时， 再分析其硅浓度，硅的分析结果会更低一些 先用磁极中心磁感应强度为400kA/m的磁场处 2,1加药后磁场处理的影响 理水样5min;(2)加入0.5molL的Ca(OHz溶液 对同样的加药量和混凝除硅操作，首先进 并快速搅拌均匀；(3)依次加入0.1moL的 行了加药后磁场处理对混凝除硅效果的实验 NaCO,溶液和2gL的聚合铁溶液，以250r/min 实验结果见表2. 的转速搅拌15s;(4)加人0.1gL的聚丙烯酰胺 表2中水样1,2,3是不加磁场处理的混凝 溶液，以250rmin的转速搅拌10s;(5)水样1， 除硅操作，水样4,5,6是相应的加药后进行磁 2,3和7以40rmin的转速搅拌50s,水样4,5,6 场处理的混凝除硅操作，加药量和加药操作相 和8用磁极中心磁感应强度为400kA/m的磁场 同，只在加药操作后进行了5min的磁场处理. 处理5min;(6)8种水样均静置1h,然后取水样 从实验结果看出，加药后进行磁场处理的混凝 中的上清液，用硅钼蓝分光光度法进行硅含量 除硅效果变差，水样中硅含量较高.这是由于混 测定5 凝剂P℉e具有铁磁性，加入水样后的絮体长大 和沉降都受到磁场作用.磁极置于烧杯两侧，磁 2实验结果与讨论 场方向是水平的，与水样中絮体的沉降方向垂 混凝除硅预处理的主要目的是降低地下水 直.观察水样中的絮体长大和沉降过程可以看 原水中的胶体硅，进行磁场处理是为强化混凝 出，絮体长大速度比不加磁场处理时慢，并且絮 除硅效果，因而对不同的混凝除硅操作进行了 体偏向磁极.絮体沉降速度也较慢，水样中有许 磁场处理. 多细小颗粒悬浮物.这样水样中絮体长大受到 本实验是在以前混凝除硅的基础上，针对 抑制，许多絮体以细小颗粒状态悬浮于水样中， 3种特定的药剂加入量，对比研究磁场处理对 增加了水样中硅的含量，使沉降的絮体中硅含 混凝除硅效果的影响.实验对8个水样进行了 量减少， 表2混凝除硅实验结果 Table 2 Experimental results of desiliconization by coagulation-flocculation 加药前 水样 加药后c(Ca(OH)h)cQNa,CO)c(PFe)c(PAM样品c(全硅)c(话性硅)c(胶体硅) 胶体硅 磁场处理磁场处理mmol-L-mmol-L-mg.L-mg.L pH mg.L-mg.L-mg.L- 去除率/% 1 无 无 7.5 5.6 56 1.0 11.71 7.52 7.07 0.45 72.4 2 无 无 7.5 5.6 64 1.0 11.87 7.05 6.64 0.41 74.8 3 无 无 20.0 4.0 48 2.0 12.16 2.31 1.69 0.62 62.0 4 无 7.5 5.6 6 1.0 11.72 7.91 7.12 0.79 51.5 5 无 有 7.5 5.6 g 1.0 11.73 7.54 6.89 0.65 60.1 6 无 有 20.0 4.0 8 2.0 12.25 2.63 1.76 0.87 46.6 原水 7.68 18.79 17.17 1.63

北 京 科 技 大 学 学 报 20 1 年 第 1 期 平均 1 . 52 m g几 . 悬浮物含量分析结果分别是 0. 3 , 0 , 0< . 1 和 .0 7 m g几 . 有机 物含量 (C O D* ) 的分 析 结果 是 0 , 5 , 0 . 2 2 , o , 3 5 m目工 . 由此可见 , 热 电厂所用 的地下 深井 水原水 悬 浮物和有机 物含量非 常低 , 对这 种低 浊度原 水 进行混凝除硅处理是 很 困难 的 . 1 3 实验方法 本 实验 安排 了 8 种不 同 的混 凝 除硅 操作 , 包括无磁场处 理 、 加药前对水样进行磁场处 理 、 加药后对水样 进行磁场处理和加药前后都对水 样 进行磁场处 理 . 8 只 聚 乙烯 塑料烧杯 各加入 20 0 ml 原水 , 进行 有无磁场处 理 的不同混凝 除 硅操作 . 具体操作 步骤如 下 : ( l) 对水样 7 和水样 8 进行混凝除硅操作 时 , 先用磁极 中心磁感应 强度 为 40 0 沁叼m 的磁场处 理水样 s m in ; ( 2 ) 加人 0 . s m o 比 的 C试O H ) 2 溶液 并快 速 搅拌 均 匀 ; (3 ) 依 次 加人 .0 l m 。比 的 N a Z C O , 溶 液和 2 9几 的聚合铁溶液 , 以 2 50 r /in in 的转速搅拌 15 ; (4 ) 加入 0 . 1 g/ L 的 聚丙 烯酞胺 溶液 , 以 2 50 r/ m in 的转 速搅拌 10 5 ; ( 5) 水 样 1 , 2 , 3 和 7 以 4 0 r /m in 的转速搅拌 50 5 , 水样 4 , 5 , 6 和 8 用 磁极 中心磁感应强度 为 4 0 沁叼m 的磁场 处理 5 m in ; (6 ) 8 种水 样均静 置 l h , 然后取水 样 中的上清液 , 用硅钥蓝 分光光度 法进行硅 含量 测 定15, .6] 2 实验结果与讨论 混凝除硅 预处 理的主要 目的是 降低 地下水 原水 中的胶体硅 , 进行磁 场处理是 为强化混凝 除硅效果 , 因而对不 同的混凝 除硅操 作进行 了 磁场处理 . 本实验是在 以前混 凝除硅 的基 础上 , 针对 3 种特定 的药 剂加人量 , 对 比研究磁 场处理对 混凝除硅效果 的影 响 . 实验对 8 个水样 进行 了 8 种不 同的混凝 除硅操 作 , 其 目的是 考察 固定 的操作条 件下磁 场处理对混凝 除硅 的作用 , 并 与不加磁 场处理 的除硅操作比 较 , 分 析磁场处 理对 除硅 效果 的影响 . 下 面分别讨论 加药前对 水 样进行磁 场处 理 、 加药后 对水样进行 磁场处 理 和加药前后都对水样进行磁场处理对混凝除 硅 效果 的影 响 . 实验所用 的原水 p H 值 .7 68 , 全硅浓度 18 . 79 m g L/ , 活性 硅浓度 1 7 . 16 m g几 , 胶体硅浓度 1 . 63 m g几 . 胶体硅 的去除率是指 除硅处理后水样 中 除掉的胶体硅与原水 中胶体硅 的浓度之 比 . 处 理 后 的水样 没有进行 过滤操作 , 直接取上清液 进行硅浓度 分析测定 . 如果对上清液进行过滤 , 再分 析其硅浓 度 , 硅 的分 析结果会更低一些 . .2 1 加药后磁场处理的影响 对 同样 的加药量和混凝 除硅操作 , 首先进 行 了 加药后 磁场 处理对混凝 除硅效果 的实验 . 实验结 果见表 .2 表 2 中水样 1 , 2 , 3 是不加磁场 处理 的混凝 除硅操 作 , 水 样 4 , 5 , 6 是相应 的加药后进行磁 场处理 的混凝 除硅操作 . 加药量 和加药操作相 同 , 只 在加药操作后 进行 了 s m in 的磁场处 理 . 从实验结 果看 出 , 加药后进 行磁场处理 的混凝 除硅效果变差 , 水样 中硅含量较高 . 这是 由于混 凝剂 PF e 具有铁磁性 , 加人 水样后 的絮体长大 和沉降都受到磁场作用 . 磁极置 于烧杯两侧 , 磁 场方 向是 水平 的 , 与水样 中絮体 的沉 降方 向垂 直 . 观察水样 中的 絮体长大 和沉降过程 可 以看 出 , 絮体长 大速度 比不加磁场处理 时慢 , 并且絮 体偏 向磁 极 . 絮体沉 降速度也较慢 , 水样 中有许 多细小颗粒 悬浮物 . 这样水样 中絮体长大受到 抑制 , 许多 絮体以 细小颗粒状态悬浮于水样中 , 增 加 了水样 中硅 的含量 , 使沉 降的絮体 中硅含 量减 少 . 表 2 混凝 除硅实验 结果 aT b le 2 E x P e ir m e n t a l er s u it s o f d e s l il c o n 讼 a iot n b y e o a g u la ti o n 一 ifo e e u l a iot n 水样 加药前 加药后 c( C a( 0 H )z e 困a Z C q ) 磁场处理 磁场处理 m m of · L 一 , m m of · L 一 , 0 . 4 5 7 2 . 4 0 . 4 1 7 4 . 8 0 . 6 2 62 . 0 0 . 7 9 5 1 . 5 闷了 06 49 石U … , ù. 6 , . 1 山, ù、 à,1 ù、 ù甘气nj … , 刃 , 了 2 城P F e ) c ( PA M) 样 品 m g · L 一 , m g · L 一 , P H 5 6 1 . 0 1 1 . 7 1 c( 全硅 ) c( 活 性硅 ) c( 胶体硅) 胶体硅 m ’g L 一 , m ’g L 一 , m g’ L 一 , 去除率 /% 768912 .17 639154 17.67L 甘n . 0 … z 气` ,立. 1 ,` 6 64856 ǎU ù U ō、 à勺ō 4 ù工ō、 ù呼月 无 无有 20认.7 .5.0 且1 , ù内j 4 工ōà 6 原水 1 1 . 8 7 12 . 1 6 1 1 . 7 2 1 1 . 7 3 1 2 . 25 7 . 6 8 60 . 1 4 6 . 6 18 . 7 9 0 . 87 1 . 6 3

VoL.23 No.1 程相利等：磁场对工业用水除硅处理的强化作用 11 22加药前磁场处理的影响 表3中水样2,5,7,8加药量和加药操作相 对同样的加药量和混凝除硅操作，进行了 同，水样2无磁场处理，水样5是加药后进行磁 加药前磁场处理对混凝除硅效果的实验.实验 场处理，水样7是加药前进行磁场处理，水样8 结果见表3. 是加药前后都进行磁场处理.前面分析了加药 由表3看出，加药前对水进行磁场处理的 后进行磁场处理的水样5的混凝除硅效果不如 水样7的混凝除硅效果很好，胶体硅的去除率 无磁场处理的水样2的混凝除硅效果好， 达87.1%.对水样进行磁场处理改变了水样的 比较水样7和8可以进一步证明，加药操 性质，形成了大量的“离子缔合体”，为絮体形成 作后进行磁场处理对混凝除硅有抑制作用.水 提供了大量的结晶核心四.混凝剂P℉e加入水样 样8虽然加药后磁场处理对混凝除硅产生负作 后，絮体生成速度加快，絮体数量增多，因而絮 用，但由于加药前进行了磁场处理，除硅效果仍 体相互接触碰撞次数增加，容易聚集长大而沉 然比水样2和5的除硅效果好.说明加药前对 降.这样絮体对胶体硅的吸附和沉降卷扫能力 水样进行磁场处理改变了水的性质，对混凝除 增加，除硅效果增强 硅影响最大，除硅效果最好 2.3加药前后都进行磁场处理的影响 比较水样2,5,7,8可知，加药前对水样进行 磁场处理的水样7提高了混凝除硅效果，而加 为了进一步了解磁场处理对混凝除硅效果 药后对水样进行磁场处理的水样5和8都对混 的影响，又做了加药前和加药后都进行磁场处 凝除硅产生负作用.分别对应于水样2,5,7,8的 理的除硅操作，实验结果如表3所示 4种操作的混凝除硅效果如图1所示. 表3混凝除硅实验结果 Table 3 Experimental results of desiliconization by coagulation-flocculation 水样 加药前加药后c(Ca(OH)cNa,CO)cPFe)cPAM)样品 c(全硅)c(活性硅)c(胶体硅)胶体 磁场处理磁场处理mmol-L-mmol.L-mg-L mg.L pH mg.L mgL mgL去除率% 2 无 无 7.5 5.6 64 1.0 11.87 7.05 6.64 0.41 74.8 5 无 有 7.5 5.6 64 1.0 11.73 7.54 6.89 0.65 60.1 7 有 7.5 5.6 64 1.0 11.82 6.69 6.48 021 87.1 8 态 有 7.5 5.6 64 1.0 11.75 6.86 6.56 0.30 81.6 原水 7.68 18.79 17.17 1.63 理则降低混凝除硅效果.对应于水样2,5,7,8的 95 87.1 4种操作的混凝除硅效果的顺序为：水样7>水样 85 81.6 8>水样2>水样5，加药前对水样进行磁场处理的 74.8 75 除硅效果最好，加药前后都对水样进行磁场处理 的除硅效果差一些，不对水样进行磁场处理的除 60.1 硅效果更差，加药后对水样进行磁场处理的除硅 水样2 水样5水样7水样8 效果最差 图1不同混凝除硅操作的除硅效果 参考文献 Fig.1 Desiliconization efficiency under various coaglation- 1许保玖.给水处理.北京：中国建筑工业出版社，1979 flocculation operations 2周本省.工业水处理技术.北京：化学工业出版社，1997 3结论 3范从振.锅炉原理.北京：水利电力出版社，1986 4肖作善，施燮钧，王蒙聚.热力发电厂水处理.北京：中 对水进行磁场处理改变了水的性质，再进行 国电力出版社，1998 混凝除硅明显提高了除硅效果.通过对有无磁场 5水利电力部电力规划设计院.水质分析操作规定(SDGJ 处理的不同混凝除硅操作进行实验，可知磁场处 33-83).水利电力部电力规划设计院，1983 理对除硅效果影响很大，对混凝除硅效果的影响 6GBT14417-93锅炉用水和冷却水分析方法一全硅 的测定.中华人民共和国技术监督局，193 与除硅操作有关.加药前对水样进行磁场处理强 7谢绮芬.磁化水及其应用.北京：北京科学技术出版 化了混凝除硅效果，而加药后对水样进行磁场处 社，1983 (下转第23页)

V b】 . 23 N o . 1 程相 利 等 : 磁场 对 工业用 水 除硅 处理 的 强化作 用 .2 2 加药前磁场处理的影响 对 同样 的加 药量和 混凝除硅操 作 , 进 行 了 加 药前磁场处 理对混凝 除硅效果 的实验 . 实验 结 果见表 3 . 由表 3 看 出 , 加药前对水 进行磁场处 理 的 水 样 7 的混凝 除硅效果 很好 , 胶体硅 的去除率 达 87 . 1% . 对水样 进行磁场处 理改变 了水 样 的 性质 , 形成 了大量 的 “ 离子缔合体 ” , 为絮体形成 提供 了大量 的结 晶核心 `7] . 混凝 剂 PF e 加 人水样 后 , 絮体生 成速度加快 , 絮体数 量增多 , 因而絮 体相互接触 碰撞次数增 加 , 容易聚集 长大而沉 降 . 这样 絮体对胶 体硅 的吸附和沉 降卷 扫能力 增 加 , 除硅效果 增强 . .2 3 加药前后都进行磁场处理的影响 为了进一步 了解磁 场处理对混凝除硅效果 的影响 , 又做 了加 药前 和加 药后都进行 磁场处 理 的除硅操 作 . 实验结果 如表 3 所示 表 3 中水样 2 , 5 , 7 , 8 加 药量和加药 操作相 同 , 水样 2 无磁场处理 , 水 样 5 是加 药后进行磁 场处理 , 水 样 7 是加药前 进行磁场处 理 , 水样 8 是加药前后 都进行磁 场处理 . 前面分 析 了加药 后 进行磁场处理 的水 样 5 的混凝 除硅效果不如 无磁场处 理 的水样 2 的混凝 除硅 效果好 . 比较水 样 7 和 8 可 以进 一步证 明 , 加药操 作后进行磁 场处理对 混凝除硅有 抑制作用 . 水 样 8 虽然加 药后磁场处理对混凝 除硅产生负作 用 , 但 由于加药前 进行 了磁场处理 , 除硅效果仍 然 比水样 2 和 5 的除硅效果 好 . 说明加药前对 水样进行 磁场处理 改变 了水 的性 质 , 对 混凝除 硅影 响最 大 , 除硅效果 最好 . 比较水样 2 , 5 , 7 , 8 可知 , 加药前对水样进行 磁场处理 的水样 7 提 高 了混凝除硅效果 , 而加 药后对水样 进行磁场处 理的水样 5 和 8 都对混 凝 除硅产生 负作用 . 分别对应 于水样 2 , 5 , 7 , 8 的 4 种操作 的混凝除硅效果 如 图 1 所示 . 1知b l e 3 表 3 混凝 除硅实验结 果 E xP e r i m e n at l r es u l t s o f d e s il e o n 妞a it o n b y e o a gu l a iot n 一 if oc e u la it o n 水样 加药前 加药后 磁场处理 磁场 处理 e ( C a (0 均 2 ) e 侧灸 C 0 3 ) c伊F e ) m r n o l · L 一 , m m o l · L 一 , c (PA 研 m g · L 一 1 样 品 P H c险硅) c( 活性硅 ) c( 胶 体硅 ) 胶体硅 m ’g L 一 , m ’g L 一` m ’g L 一 , 去除率% 狱é一,. 1 ,几. … 40 ,矛 7 . ǐ 八60 à ù、 ù立, 0 `山气U,j 气j . 6 … n nUO `.1 4Q `一ùUXùOD 4 … 、 ō J 了`乙OU 4 C, 0气ù 6 … 月了产 2 6 5 7 8 原水 无 7 . 5 5 . 6 有 7 . 5 5 . 6 无 7 . 5 5 . 6 有 7 . 5 5 . 6 1 1 . 8 7 1 1 . 7 3 1 1 . 8 2 1 1 . 7 5 7 . 6 8 6 . 8 6 1 8 . 7 9 6 . 56 1 7 . 17 0 八曰U . O … , .1 , .1J 门1二. 一J4 月t g一6 4 无有 8 7 . 1 _ 嘿 粼 豁 、 攫…鬃 哥经湘理耸澎芝 水样 2 水 样 5 水样 7 水样 8 图 1 不 同混凝 除硅操作 的 除硅效 果 F ig · 1 D es 川c o n 抚a t i o n e m c le n e y u n d e r v a iOr u s e o a g l a it o n - ifo e e u la iot n o P e r a t ot n s 3 结论 对水进行磁场处理改变 了水 的性质 , 再进行 混凝除硅明显提高 了除硅效果 . 通过对有无磁场 处理 的不 同混凝除硅操作进行实验 , 可知磁场处 理对除硅效果影响很大 , 对混凝除硅效果的影响 与除硅操作有关 . 加药前对水样进行磁场处理强 化 了混凝除硅效果 , 而加药后对水样进行磁场处 理则 降低混凝除硅效果 . 对应于水样 2 , 5 , 7 , 8 的 4 种操作 的混凝 除硅效果 的顺序为 : 水样 >7 水样 8 > 水样 2 > 水 样 5 , 加药前对水样进行磁场处理的 除硅效果最好 , 加药前后都对水样进行磁场处理 的除硅效果差一些 , 不对水样进行磁场处理 的除 硅效果更差 , 加药后对水样进行磁场处理 的除硅 效果最差 . 参 考 文 献 l 许保玖 . 给水 处理 . 北 京 : 中国建筑工业 出 版社 , 19 79 2 周本省 . 工业水处 理技术 . 北京 :化学 工业 出版 社 , 19 97 3 范从振 . 锅炉 原 理 . 北京 : 水利 电力 出 版社 , 19 86 4 肖作善 , 施燮钧 , 王蒙聚 . 热力发 电厂水 处理 . 北京 : 中 国 电力 出版社 , 1 9 9 8 5 水利 电力部电力规划设计院 . 水 质分析操作规定 (s D GJ 3 3 一83 ) . 水 利 电力部电力 规划 设计院 , 1 9 83 6 G B汀 14 17 一3 锅 炉用 水和冷却水分析方 法— 全硅 的测 定 . 中华人民共和 国技术 监督局 , 19 93 7 谢绮芬 . 磁化水及其应用 . 北 京 : 北 京科学技术 出版 社 , 1 9 8 3 (下转第 2 3 页 )

Vol.23 No.I 朱志华等：快速轧条件下轧制压力的建模与仿真 ·23· 4 Philippe Jarry,Denis Toitot,Pierre-Yves Menet.Thermo- Transaction B,1989,20B(6):381 Mechanical Modelling of3 C Roll Casting of Alloys.Light6李晓谦，胡仕成，肖文锋，等.快速铸轧中的接触热导 Metals,1996.905-911 及带坯在铸轧区的温度分布的仿真分析.重型机械， 5 Scoitoh T,Hojo H,YAGUCHI H,et al.Two-Dimensional 1999,2243):34 Model for Twin-Roll Continuous Casting.Metallurgical Model and Simulation of Draught Pressure Distribution under the condition of High-speed Roll Casting ZHU Zhihua,XIAO Wenfeng,LI Xiaoqian College of Mechanical Electrical Engineering,Central South University,Changsha 410083,China ABSTRACT The static equilibrium differential equation in casting and rolling zones during high-speed roll casting process is deduced respectively using the slab method.The equation in the casting zone is numerically solved by Runge-Kutta method and that in the rolling zone is analytically solved according to the mixed fric- tional condition.Conventional roll casting of a roll caster is simulated based on these established models.The validity of these models is verified by the agreements of the calculating results with the experimental.Based on this fact,the virtual simulation of high-speed roll casting is carried out.Comparis on with the conventional roll casting of a roll caster shows that the designed parameters of mechanical properties of the roll caster under the condition of high-speed roll casting should be raised. KEY WORDS high-speed roll casting;draught pressure;modelling and simulating (上接第11页) Enhancemrent Effect of Magnetic Field on Desiliconization of Industrial Supplying Water CHENG Xiangli,ZONG Yanbing, CANG Daqiang Metallurgy School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT In order to study the enhancement effect of magnetic field on desiliconization of industrial supplying water,the comparative experiments were carried out.The experimental results showed that treat- ment on water before dosing increase the effect of desiliconization and treatment on water after dosing de- crease the effect of desiliconization. KEY WORDS water treatment;desiliconization;coagulation;magnetic field

V bl .2 3 N 0 . 1 朱 志华 等 : 快速 铸轧 条件 下轧 制压 力 的建 模与仿 真 . 23 . i 4 P h l i P e a y j r r l D ie n s To i t o t , P i e 厅 e 一 vY e s M e n e t . T h e mr o - M e e h an i e al M o d e l l ign o f 3C oR ll C ast in g o f A l l o y s . L i ght M e t a l s , 1 99 6 . 9 0 5 ~ 9 1 1 5 S e o it o h T, Hoj o H , Y A G U C IH H , et a l厂p 刃。 一 D 加e n s i on a l M o d e l fo r 飞’w in 一 oR ll C o n t inu o u s C as t i n g . M aet ll u r g l e a l 肠明 s ac it o n B , 19 89 , 2 0B ( 6 ) : 3 8 1 6 李晓谦 , 胡仕成 , 肖文锋 , 等 . 快速铸轧 中的 接触热 导 及带坯在铸轧区的温度分布的仿真分析 . 重型机 械 , 19 9 9 , 2 24 ( 3) : 34 M o d e l an d S i mu lat i o n o f D r a u g ht P r e s s ur e D i s itr b ut ion un d e r ht e e o n d it i o n o f H i g h 一 s P e e d R o ll C a s t i n g Z 万U hZ ih u a, 方又咬口 肠 fen gn, IL iX a o q ia n C o ll e ge o f M e e h an i e ia & El e e itr e ia E n g l n e e n n g , C e n tr a l S o u ht nU i v esr iyt, Ch an gs ha 4 10 0 8 3 , C h in a A B S T R A C T hT e s at t l c e qu ilib ir uxn d lfl 笼r e nt i a l e qu at ion i n e a st in g an d or llin g z on e s id 叮 I n g h ihg 一 sP e e d or ll e a st in g Pr o e e s s 1 5 de du e e d er s Pe e it v e ly u s ing ht e s lab m e ht o d . hT e e q ua t lon in ht e e a st in g oz n e 1 5 n uj m e ir e a lly s o l v e d 妙 R un g e 一为止a m e ht o d an d t h a t in het r o lli n g z o ne 1 5 an lyt i e al ly s o l v e d ac e o r d in g ot het m i x e d 伍e - t ion a l e on d iit on . C o vn e nt i o n a l or ll e a st ing o f a or ll c a s etr i s s i mu l at e d b a s e d on ht e s e e s at b 1i sh e d m o de l s . hT e v a lld lyt o f t h e s e m o d e l s 1 5 ve ir if e d 勿 ht e a gr e e m e nt s o f ht e e a lcu l at i n g er s u it s w iht ht e e xP e ir m e n at l . B a s e d o n ht i s fa e t , ht e v 如tU a l s ir n u l iat on o f h ihg 一 s Pe e d or ll e a s t in g l s e 印比i e d o ut . C o m Piar s o n w iht ht e c o n v e n t i o an l or ll e a s t i n g o f a or ll e a s et r s h o w s ht a t ht e de s 1g n e d Pa r 田卫 et e r s o f m e e h a n 1 e a l Pr o Pe rt i e s o f ht e r o ll e a s etr un d e r ht e e on d it i o n o f h ihg 一 sP e e d or ll e a s it n g s ho u ld b e r a i s e d . K E Y W O R D S h ihg 一 s Pe e d r o ll e a s t in g : 由 a u hg t Pr e s sur e : m o d e lli n g an d s im u l at i n g (上接第 1 页 ) E n h an c e mr e n t E fe e t o f M a gn e t i e F i e ld o n D e s ili c o n i z at i o n o f I n du s tr i a l S uP P l y i n g 从a/ t e r C 厅E N G j 反。 刀岁瓦 Z O N G aY bn in g CA N G D aq ia gn M e at ll u 雌缪 S hc o o l , U S T B e ij in g , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , C h in a A B S T R A C T nI or d er t o s ut dy ht e e hn an e e m e nt e fe e t o f m a g n e t i e if e ld o n de s ili e o in z at ion o f i n du s itr a l s u PPl y in g w at e r, ht e e om Par a t l v e e XP e ir m e nt s w e er e a r l e d o u t . hT e e xP e r让n e n t a l er s u it s s h ow e d ht a t tr e -at m e n t o n w at er b e ofr e d o s i n g icn er a s e ht e e fe ot o f ds s i li e o n i z iat o n an d etr a t m e nt on w aet r a fet r d o s i n g de - e r e a s e ht e e f 七ct o f de s ili e o n l z a t l o n . K E Y W O R D S w at er etr a tm e in : de s ili e on iaz ti o n : e o a g u l iat on : m a g n et i e if e ld